106 / 132
Техническая статья
104
март 2017 г.
www.read-eurowire.com▲
▲
Рисунок 5.
Кабель переменного тока с
искровым разрядником (элемент)
▲
▲
Рисунок 6.
Источник переменного тока и
делитель ВН
Результат моделирования на Рисунке
3 показывает время
T
= 970 с с
вышеуказанной скоростью
v
расстояние
до обрыва рассчитано до
l
x
= 83,06 км.
Незначительное
отклонение
от
эталонного
показателя
является
результатом неточного измерения
времени результатов моделирования.
Измерительное
оборудование
Контур измерения состоит из двух
основных
компонентов:
делителя
ВН
и
устройства
регистрации
быстропротекающих процессов. В то
время, как только один тип устройства
регистрации обрабатывает сигналы
измерений на кабелях постоянного
и переменного тока, делители ВН
отличаются для применения при
постоянном и переменном токе.
Емкостный
делитель
ВН
предпочтительно используется для
измерений на кабелях переменного
тока.
Для
кабелей
постоянного
тока широкополосный делитель с
резистивным
плечом
необходим
для
достижения
необходимой
характеристики чувствительности.
Д а н н а я
х а р а к т е ри с т и к а
чувствительности также существенна,
когдаиспользуютсяиныеизмерительные
устройства
для
оперативных
измерений
рефлектометрии
с
временным разрешением, например,
измерительные
трансформаторы,
которые
устанавливаются
в
электросетях. Их возможности еще
необходимо проверить.
Приведение в действие обработки
сигнала так же существенно для качества
и точности измерения.
Моделирование
и
эксперименты
подтвердили, что простой запуск
по фронту является достаточным для
кабельных систем постоянного тока.
У кабельных систем переменного тока
само рабочее напряжение не позволяет
использовать простой запуск по фронту.
Таким образом, применяется очень
быстрое устройство для обнаружения
обрывов для облегчения обработки
сигнала.
Необходимые компоненты устройства
регистрации зависят от его применения
для испытаний или контроля кабеля.
Регистратором для испытаний кабеля
является небольшое подключающееся
устройство, которое функционирует от
собственного ПК или от компьютера
компьютеризированной
системы
испытаний ВН. Он состоит, в основном,
из
измерительной
аппаратуры
(Рисунок 4).
Регистратор для контроля кабеля
является надежным и автономным
устройством. Помимо измерительной
аппаратуры он состоит из ПК с
особым
образом
настроенным
программным обеспечением. Данный
ПК функционирует постоянно на
протяжении многих лет, его необходимо
перезапускать и управлять им удаленно,
и он поставляется с источником
бесперебойного питания (ИБП) на случай
выхода из строя кабеля (Рисунок 4).
Экспериментальные
испытания
Были
выполнены
практические
измерениянаразличныхобразцахкабеля
для проверки принципа измерения и
результатов моделирования. Таким
образом, образцы кабелей переменного
или постоянного тока были намотаны на
кабельные катушки или вертушки.
Кабель переменного
тока (кабель с
изоляцией из сшитого
полиэтилена, 20 кВ)
Конфигурация для испытаний состоит
из двух кабелей СН, соединенных
последовательно, длина которых слегка
отличается (Рисунок 5).
Параметры:
• кабель 1: 758 м
• кабель 2: 708 м
• остальные параметры:
неизвестны
• Напряжение переменного тока:
До 10 кВ, 50 Гц, подключенный
к передающему концу кабеля 1
(смотрите Рисунок 1 Рисунок 6
• измерительное оборудование:
Регистратор быстропротекающих
процессов для обнаружения
дефекта, широкополосный делитель
(резистивный-емкостный), делитель
высокого напряжения с переменным
током (незатухающий емкостный)
Искусственный обрыв был создан
при
использовании
искрового
разрядника (Рисунок 5), который был
установлен либо на дальнем конце
всей длины кабеля, либо в точке
соединения между двумя кабелями.
Напряжение было увеличено до 10 кВ
(среднеквадратическое) до тех пор, пока
не загорелся искровый разрядник. Был
зафиксирован результирующий сигнал
бегущей волны.
Сигналы были взяты из контура ВН при
использовании резистивно-емкостного
делителя (для эталонных измерений)
или незатухающего емкостного делителя
ВН с переменным током типа WCF
[6]
(Рисунок 6).
Вывод делителя ВН был соединен с
регистратором быстропротекающих
процессов посредством коаксиального
измерительного кабеля. Эталонное
измерение широкополосным делителем
показано на Рисунке 7. Таким образом,
канал 1 (Ch1, голубой) показывает
отражения сигнала, когда искровый
разрядник подключен с дальнего конца
обоих кабелей, а канал 2 (Ch2, красный)
показывает отражения сигнала, когда
искровый разрядник подключен в точке
соединения между кабелями.
Верхняя
схема
является
полной
регистрацией сигнала примерно за 300
с. На средней схеме первое и второе
отражение уменьшены. На нижней схеме
▲
▲
Рисунок 4.
3D модели регистраторов
быстропротекающих процессов для кабельных
испытаний (слева) и контроль кабеля (справа)